天津市河北区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题
1．（2020·天津河北·统考二模）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻，实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作图线（U、I都用国际单位）；
（ⅳ）求出图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用______；电流表最好选用______。
A．电压表（0~3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
C．电流表（0~200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0~30mA，内阻约2Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______；
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱
（3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝______，r＝______，代入数值可得E和r的测量值。
2．（2020·天津河北·二模）（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图甲所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。
请指出图乙中错误之处： ___________ ；调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为 ___________ 。
3．（2021·天津·统考二模）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_______________________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_____________________________________________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_________________________________．
4．（2021·天津·统考二模）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：
（1）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．
（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．
（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____
（4）为测量Rx，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：
U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55
I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．___
（5）由此，可求得电阻丝的Rx=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．
5．（2022·天津河北·统考二模）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。
主要实验过程如下：
①用手机查得当地的重力加速度g；
②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期T=___________；
③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式R=___________（用T、g表示）计算出轨道半径。
6．（2022·天津河北·二模）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电流表内电阻用表示，请你用E、r和RA表示出、：_______、_______。
（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙：）描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。在图中，对应图甲电路分析的U-I图像是：__________；对应图乙电路分析的U-I图像是：________。
（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的______（填“甲”或“乙”）。
参考答案：
1． A C C ka k－R2
【详解】（1）[1]电压表并联在电路中，故电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，因此应选内阻较大的电压表A；
[2]当滑动变阻器接入电阻最小时，通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为
因此，电流表选择C；
（2）[3]分析电路可知，滑片右移电压表示数变大，则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大。
A．两导线均接在金属柱的两端上，接入电阻为零，故A错误；
B．两导线接在电阻丝两端，接入电阻最大并保持不变，故B错误；
C．一导线接在金属杆左端，而另一导线接在电阻丝左端，则可以保证滑片右移时阻值增大，故C正确；
D．导线分别接右边上下接线柱，滑片右移时，接入电阻减小，故D错误；
故选C。
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
U＝E－I（r＋R2）
对比伏安特性曲线可知，图像的斜率为
k＝r＋R2
则内阻
r＝k－R2
令U＝0，则有
由题意可知，图像与横轴截距为a，则有
解得
E＝ka
【点睛】本题考查测量电源的电动势和内电阻实验中的仪表选择以及数据处理，要注意明确根据图像分析数据的方法，重点掌握图像中斜率和截距的意义。
2． 拉小车的细绳与木板没有平行；托盘和砝码的总质量没有远小于小车的质量 x1：x2
【详解】[1]实验装置的错误之处：拉小车的细绳与木板没有平行；实验中要小盘和重物所受的重力近似等于小车的牵引力，必须要使得托盘和砝码的总质量远小于小车的质量，而图中没能满足该条件；
[2]根据
两小车运动的时间相等，则加速度之比等于位移之比，即
a1：a2 =x1：x2
3． 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 油膜稳定后得表面积S．
【详解】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度.
4． C 不同 23.5（23.0~24.0都算对）
【详解】(1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；
(2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；
(3)按照原理图，将实物图连线如图：
；
(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：
；
当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为的电压，由图可得：，所以．
5．
【详解】②[1]滑板车做往复运动的周期为
③[2]根据单摆的周期公式，有
得
6． C A 乙
【详解】（1）[1][2]因电源电动势等于外电路断路时的路端电压，可知
内阻
（2）[3][4]因U-I图像在U轴上的截距为电动势，斜率等于内阻；因甲电路中测得的电动势与准确值相等，而内阻测量值比真实值偏大，则在图中，对应图甲电路分析的U-I图像是C；而在以电路中，电动势的测量值
内阻
即电动势和内阻的测量值均偏小，则对应图乙电路分析的U-I图像是A。
（3）[5]综合上述分析，因电流表的内阻RA与电源内阻大致相当，而电压表的内阻远大于电源内阻，可知图乙电路测量的误差较小，则为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的乙图。
试卷第1页，共3页
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